汽车空调系统吸入式冷凝器设计计算.doc

1、河南机电高等专科学校毕业设计说明书 摘要本课程设计是关于吸入式冷凝器的设计，针对吸入式冷凝器的换热过程同时存在显热和潜热交换，计算过程比较复杂且方法较多的情况，采用一种简单的吸入式冷凝器的设计计算方法，通过基本参数确定、盘管设计、水系统设计和风系统设计，进行系统设计计算，得出换热量、传热面积、淋水量、水泵功率和风机功率等设计参数，该方法适用于常规吸入式冷凝器的设计计算。关键词：吸入式冷凝器；盘管；水系统；风系统。AbstractThe evaporative condenser is designed. For the heat transfer process of evaporative

2、condenser with latent heat exchange and sensible heat exchange, the calculation method is complex. It has a lot of method for evaporative condenser and a simple practical design calculation method of evaporative condenser is used for the design and calculations of the conventional evaporative conden

3、ser. Through the calculation of basic parameters, coil design, water system design and air system design, system design calculations were completed. The quantity of heat transfer, the area of heat transfer, the quantity of spray water, pump power and fan power were calculated. This method is applica

4、ble to the conventional design and calculation of the evaporative condenser.Keywords ：evaporative condenser; coil ; water system ; air system目录 绪论1 第1章 冷凝器的种类2 1.1水冷式冷凝器21.1.1立式壳管式冷凝器21.1.2卧式壳管式冷凝器31.1.3套管式冷凝器31.2空气冷却式冷凝器41.3淋水式式冷凝器5 1.4吸入式冷凝器5 1.4.1 吸入式冷凝器的结构原理6 1.4.2 吸入式冷凝器运行原理7 第2章 吸入式冷凝器的优缺点92.1

5、节能介绍92.2吸入式冷凝器节能原因92.3吸入式冷凝器相对其它冷凝系统的优点102.3.1系统运行费用低102.3.2节省初投资102.3.3节省空间102.3.4节水10 2.4吸入式冷凝器在国内应用不广大致的原因11 第3章 吸入式冷凝器的设计计算12 3.1参数的确定12 3.2热负荷计算12 3.3理论传热面积的确定15 3.4配风量的确定17 3.5迎面风速及迎风面积的确定18 3.6盘管的设计193.7淋水量及补水量的确定20 3.8风系统的设计21 第4章 压力调节25 第5章 国内产品存在的问题及解决途径26 第6章 设备布置和配管应注意的问题28 第7章 运行与维护29 7

6、.1初次开机29 7.2 运行24小时后29 7.3 季节性停机297.4 维护程序307.4.1水槽和吸入过滤器307.4.2补水阀307.4.3风机电机317.4.4喷嘴和传热部件317.5冬季运行317.5.1防止水盘结冰保护317.5.2喷水温度317.5.3容量控制327.6水处理327.7生物控制33 结论35 致谢36 参考文献37II绪论本课程设计主要是对吸入式冷凝器的设计，制冷装置中冷凝器种类很多，通常有风冷式冷凝器,带冷却塔或不带冷却塔的水冷式冷凝器以及吸入式冷凝器,吸入式冷凝器主要在中央空调和冷库，制冰等大中型制冷设备中应用。相对于其它冷却设备，吸入式冷凝器的应用比例并不

7、高，但吸入式冷凝器作为高效换热设备，其优势是明显的：(1) 同带冷却塔的水冷式冷凝器相比，吸入式冷凝器大大减少了水的消耗,对于我国水资源严重不足的北方地区有重要意义。(2) 同风冷式冷凝器相比，吸入式冷凝器冷凝温度较低，这是因为风冷式冷凝器冷凝能力受限于环境干球温度,而吸入式冷凝器受限于环境湿球温度，而湿球温度一般比干球温度低814,加上上侧风机给设备造成的负压环境，因此其冷凝温度较低，换热效果非常理想。在HVAC系统中相对于其他冷凝器可以节能20%40%。(3) 因为传热传质两个过程在吸入式冷凝器内一次完成，因而不需要冷却塔,相对于传统的带冷却塔的水冷式冷凝器,结构更紧凑。(4) 同其它类型

8、的冷凝器相比，吸入式冷凝器总耗功率显著降低，压缩机输入功率减少，因而省能。这对于倡导节能的当今社会具有重要的意义。国外发达国家吸入式冷凝器的应用十分广泛。除了部分中央空调采用卧式冷凝器和风冷冷凝器外,大部分采用吸入式冷器，而立式冷凝器很少使用。吸入式冷凝器有这么多的优点，相信在不久的将来肯定能有巨大的推广。34第1章 冷凝器的种类1.1水冷式冷凝器水冷式冷凝器是以水作为冷却介质，靠水的温升带走冷凝热量。冷却水一般循环使用，但系统中需设有冷却塔或凉水池。水冷式冷凝器按其结构形式又可分为壳管式冷凝器和套管式冷凝器两种，常见的是壳管式冷凝器。1.1.1 立式壳管式冷凝器立式壳管式冷凝器（如图1-1）

9、的主要特点是：(1) 由于冷却流量大流速高，故传热系数较高，一般K=600700w/(mk)。(2) 垂直安装占地面积小，且可以安装在室外。(3) 冷却水直通流动且流速大，故对水质要求不高，一般水源都可以作为冷却水。(4) 管内水垢易清除，且不必停止制冷系统工作。 (5) 立式冷凝器的冷却水温升一般只有24，对数平均温差一般在56左右，故耗水量较大。设备置于空气中，管子易腐蚀、泄漏。图1-1立式壳管式冷凝器1.1.2 卧式壳管式冷凝器它与立式冷凝器有相类似的壳体结构，主要区别在于壳体的水平安放和水的多路流动。如图1-2所示，卧式冷凝器不仅广泛地用于氨制冷系统，也可以用于氟利昂制冷系统，但其结构

10、略有不同。氨卧式冷凝器的冷却管采用光滑无缝钢管，而氟利昂卧式冷凝器的冷却管一般采用低肋铜管。这是由于氟利昂放热系数较低的缘故。值得注意的是，有的氟利昂制冷机组一般不设贮液筒，只采用冷凝器底部少设几排管子，兼作贮液筒用。图1-2卧式壳管式冷凝器1.1.3 套管式冷凝器 制冷剂的蒸气从上方进入内外管之间的空腔，在内管外表面上冷凝，液体在外管底部依次下流，从下端流入贮液器中。冷却水从冷凝器的下方进入，依次经过各排内管从上部流出，与制冷剂呈逆流方式。如图1-3，这种冷凝器的优点是结构简单，便于制造，且因系单管冷凝，介质流动方向相反，故传热效果好，当水流速为12m/s时传热系数可达800w/(mk)。其

11、缺点是金属消耗量大，而且当纵向管数较多时，下部的管子充有较多的液体，使传热面积不能充分利用。另外紧凑性差，清洗困难，并需大量连接弯头。因此，这种冷凝器在氨制冷装置中已很少应用。对于小型氟利昂空调机组仍广泛使用套管式冷凝器。图1-3套管式冷凝器1.2 空气冷却式冷凝器空气冷却式冷凝器是以空气作为冷却介质，靠空气的温升带走冷凝热量的。这种冷凝器适用于极度缺水或无法供水的场合，常见于小型氟利昂制冷机组。根据空气流动方式不同，可分为自然对流式（如图1-4）和强迫对流式（如图1-5）两种。图1-4自然对流式1-肋片 2-传热管 3-上封板 4-左端板 5-进气集管6-弯头7-出液集管 8-下封板9-前封

12、板10-通风机 11-装配螺钉图1-5强迫对流式1.3 淋水式冷凝器淋水式冷凝器是靠水的温升和水在空气中蒸发带走冷凝热量。这种冷凝器主要用于大、中型氨制冷系统中。它可以露天安装，也可安装在冷却塔的下方，但应避免阳光直射。 淋水式冷凝器的主要优点为：(1)结构简单，制造方便；(2）漏氨时容易发现，维修方便；(3)清洗方便；(4)对水质要求低。其主要缺点是：(1)传热系数低；(2)金属消耗量高；(3)占地面积大。1.4 吸入式冷凝器吸入式冷凝器的换热主要是靠冷却水在空气中蒸发吸收气化潜热而进行的。按空气流动方式可分为上吸入式和下压送式，如图1-6和图1-7所示： 图1-6上吸风式 图1-7下吸（压

13、）风式吸入式冷凝器由冷却管组、给水设备、通风机、挡水板和箱体等组成。冷却管组为无缝钢管弯制成的蛇形盘管组，装在薄钢板制成的长方形箱体内。箱体的两侧或顶部设有通风机，箱体底部兼作冷却水循环水池。1.4.1 吸入式冷凝器的结构原理吸入式冷凝器,是以冷却介质蒸发换热为主的冷凝器。因而吸入式冷凝器的换热不仅有显热交换过程，同时还存在着潜热交换过程。吸入式冷凝器主要由换热盘管，循环水系统及风机主要部件（1）换热管吸入式冷凝器一般用光管，从换热管湿表面到空气的高速热交换使管子不必要以肋片等形式增加外表面积，而且光管不易脏，易于清洗。换热管通常是钢管，铜管，铁管或不锈钢管，含铁材料的一般外部热浸锌防止腐蚀。

14、（2）风机吸入式冷凝器有吸风式和送风式两种,吸风式的风机装在箱体顶上，优点是箱体内维持负压，水的蒸发温度比较低，但风机处于潮湿气流中，容易引起腐蚀。风机一般有两种形式:离心式和轴流式,采用哪种形式取决于风压需要和允许噪声级以及能耗等因素。（3）挡水板挡水板将热湿空气中带的水滴挡住,减少水耗， 挡水板的效率取决于吸入式冷凝器结构形式和挡水板设计型式。一般一个高效挡水板能控制水的损失。组成见图1-9：1.风机2.挡水板3.冷凝盘管4.循环水泵5.浮球6.补水阀7.喷嘴图1-9 吸入式冷凝器结构示意图1.4.2吸入式冷凝器运行管理吸入式冷凝器是利用冷却水在换热管外水蒸发时吸收热量而使管内的氨或氟利昂

15、蒸气冷凝的原理工作的，冷却水储存于箱底水池中，用浮球保持一定的水位。冷却水由循环水泵压送至冷凝盘管上方，流经喷嘴形成雾状水膜后连续均匀地覆盖在冷凝盘管组的外表面，水膜的温度较低，水膜中部分水自身蒸发吸收管内高温制冷剂蒸汽的热量使之冷凝为液体，未蒸发的水掉落回到冷凝器底部的集水槽中。空气在风机的作用下由吸入式冷凝器箱体的下方进入，自下而上流经冷凝盘管组，将已经蒸发的水蒸汽带走，设置挡水板防止水蒸汽进入风机造成短 路。当水量不够时，通过补水管补充一定量的水，集水槽中的水位用浮球来保持。依此循环工作。吸入式冷凝器与空冷式和水冷式冷凝器最大的区别在于其能利用水的汽化潜热，通过水自身的蒸发来达到冷凝的目

16、的。在箱体上方装有挡水板，同时水中含盐浓度也不断增加，故需要经常补充冷却水。第2章 吸入式冷凝器优缺点2.1 节能介绍制冷系统的目的是把热量从一空间或物体中移走，然后再以某种方式将此热量排放到环境中。在制冷系统中要用冷凝器来排放热量。吸入式冷凝器实质上就是水冷式冷凝器与风冷式冷凝器两者的结合，通过流经冷凝盘管表面水的蒸发，由水蒸汽带走热量而完成热交换的。对于大多数制冷与空调系统而言，吸入式冷凝器具有节省费用的突出优点。它们排除了水冷式系统中水泵的问题和大量用水而产生的水处理问题。与具有同等制冷量和成本的风冷式冷凝器相比，它们的风机功率要小很多。最重要的是，采用吸入式冷凝器的制冷、空调系统，其冷

17、凝压力可以比传统的水冷式或风冷式更低一些。这样，压缩机所消耗的功率就减少一些。在吸入式冷凝器的出口附近的液体制冷剂或许有一些过冷，但这很快就在从冷凝器到贮液器的排液管中散失掉。在排液管与贮液器中既含有制冷剂液体又有制冷剂蒸汽，它们处于两相共存的状态，所以不可能使制冷剂液体的温度保持在饱和温度以下。因此，一小部分过冷液体要来冷凝一部分制冷剂蒸汽直到在一个相当于冷凝压力的饱和温度达到平衡。制冷剂液体经过节流装置（节流阀）在焓值保持不变的情况下，压力降到系统吸气压力进入到蒸发器内蒸发吸热进行有效的制冷循环过程。2.2 吸入式冷凝器节能原因吸入式冷凝器从制冷和空调系统中带走热量，但其消耗的能量和水量最

18、少，水泵将水从集水槽送到喷淋系统中，通过喷嘴喷淋到冷凝盘管表面，确定水的最小流量应能保证喷淋水完全覆盖冷凝器盘管表面，喷淋水分布均匀和防止结垢就足够了，由此可确定水泵的最小功率。风机系统强迫空气穿过下落水和盘管的表面，一小部分水被蒸发后带走制冷剂蒸气中的热量并将盘管内的制冷剂蒸气冷凝，因此就像冷却塔一样，所有的散热都是通过水的蒸发来完成的，这样就节省了大约95%的通常由一次性用水系统所需的水量。吸入式冷凝器实际上就是把冷却塔和壳管式冷凝器结合在同一设备中。它去掉了在壳管式冷凝器系统中所必须的冷凝水的显热传热过程。这样就允许冷凝温度大体上接近设计湿球温度，从而使压缩机功率消耗最小。水的温度和水流

19、量是在指定设计的湿球温度条件下，是以氨和氟为制冷剂的制冷和空调系统中普遍采用的，这些条件有助于选择最经济的吸入式冷凝器。然而，在同等的湿球温度下，使用一个较大的其它类型的冷凝器，也可以获得较低的冷凝温度和降低压缩机消耗功率。2.3 吸入式冷凝器相对其它冷凝系统的优点2.3.1 系统运行费用低冷凝器的冷凝温度在20.3以内是非常实际和经济的，其结果是压缩机功率比其它的冷却塔冷凝器系统节省至少10%的功耗，并且比风冷式冷凝器系统节省30%的功耗，风机的功率与其它冷凝器系统的风机消耗的功率相当，并且大约是相同规格的风冷式冷凝器风机功率的1/3。由于泵的扬程较低和水流量的降低，水泵的功率大约是普通的冷

20、却塔冷凝器系统中所需要的水泵功率25%。2.3.2 节省初投资吸入式冷凝器把冷却塔、冷凝器、循环水池、循环水泵和水管综合为一体，这样减少了冷却塔、循环水泵和水管等设备，也减少了冷凝器系统中处理与安装单个元件的费用。由于吸入式冷凝器高效率地利用吸入式冷却换热方式，所以能有效地减少换热面积、风扇的数量和风机电机功耗。2.3.3 节省空间吸入式冷凝器通过把冷凝器盘管和冷却塔结合成一体节省了宝贵的空间，并且没必要像其它冷凝器系统那样需要较大的水泵与管路。吸入式冷凝器只要求大约是相同规格的风冷式冷凝器的50%的迎风面积。 2.3.4 节水水冷式冷凝器1kg冷却水能带走4.66.9w的热量，而1kg水在常

21、压下蒸发能带走676w热量，因而吸入式冷凝器理论耗水量仅为一般水冷式冷凝器的1%，实际上由于吹散损失、排污换水等，耗水量为一般水冷式冷凝器的5%10%，因而它特别适用于缺水地区。2.4 吸入式冷凝器在国内应用不广的原因 (1) 目前国产吸入式冷凝器质量普遍不高，换热效率没有体现其应有的优势,而且由于水质和外部运行问题，通常几年下来会带来外壳腐蚀和换热管结垢等问题，影响其寿命。(2) 国外以及合资企业的吸入式冷凝器质量较好,但其价格不仅远高于国内吸入式冷凝器。并且要高于其它类型冷凝器。在一定程度上影响了它的应用。(3) 观念问题，一般习惯于使用传统的卧式冷凝器和立式冷凝器作为主要冷却设备。第3章

22、 吸入式冷凝器的设计计算3.1参数的确定 本设计的制冷量100kw，并且是氨制冷系统，设蒸发温度为-10，由全国部分城市室外气象参数查得上海的夏季空气调节室外计算湿球温度为28.2，干球温度为31，在吸入式冷凝器中蒸发管润湿表面的水分蒸发而引起的换热约占全部换热量的80左右，因此水分蒸发的快慢直接与冷凝温度有关。在一定的风速下，水分蒸发速度取决于室外空气的相对湿度，因此，以湿球温度为基准，考虑适当的温差而确定t，其计算式为：t=t(510)式中t与室外计算温度相对应的夏季湿球温度，单位。有上公式得此冷凝温度设为36,根据制冷量，蒸发温度，冷凝温度试对压缩机进行选型计算。表3-1上海市室外气象参

23、数表地名年平均气温（）室外计算干球温度（）夏季空气调节室外计算湿球温度（）室外计算相对湿度（%）夏季最热月14时平均通风空气调节空气调节日平均上海15.73130.46.9 28.2673.2换热量计算1.设定工况下的和值根据蒸发温度t=-10,冷凝温度t=36,查下表和图得q=2576.9kJ/m,=0.73。表3-2 R717 单级压缩机单位容积制冷量q （单位：KJ/m)蒸发温度/冷凝温度或再冷却温度/ 20 25 30 34 35 36 38 39 54568.24475.54386.04312.44294.04275.54238.44219.8 03962.43883.33803.7

24、3739.63723.53707.43675.13658.8 -53324.03257.43190.33136.23122.73109.13081.93068.2 -102756.02700.52644.52599.52588.22576.92554.22542.8 -152172.32128.32084.02048.32030.42030.42012.42003.3 -201761.21725.31689.11660.01645.41645.41630.81623.4 -251422.41393.21363.81340.21328.31328.31316.41310.4图3-1 R717压缩

25、机输气系数值1. 将已知数据带入式 =m/h=191.37m/h2. 确定压缩机的型号和台数。由氨活塞式制冷压缩机基本参数表3-3查得，表3-3 氨活塞式制冷压缩机基本参数表缸径/活塞行程/缸数/个转速/(r/min)活塞行程容积/(m3/h)制冷量/kw轴功率/kw气缸布置形式 70 552 144036.315.284.522V354.922.8916.75W473.230.5618.88S6109.845.28213.40W8146.461.12217.80S100 702 96063.427.0758.12V4126.854.05616.00V 6190.281.22423.80W 8

26、253.6108.29831.60S 125 100 2 960141.561.00518.30V 4283.0122.0136.10V 6424.5183.56953.90W 8566.0244.0271.20S 170 140 2 720275.0127.8136.40V 4550.0255.6471.90V 6820.0383.46107.10W 81100.0511.28142.0S一台8AS-10型压缩机的理论输气量为253.6m/h,结合选机原则选一台8AS-10型制冷压缩机可满足需要，即 /h=253.6m/h还有表3-3得：单台8AS-10压缩机的制冷量为108.298kw,单

27、台功率为31.6kw,冷凝负荷也成换热量或者冷凝负荷。制冷剂在冷凝器中放出的热量包括两部分，通过蒸发器向被冷却物体的热量以及由机械功转化的热量。计算公式：Q=1(QO +N)式中： Q换热量，kW;1 压缩机台数；Q0单台8AS-10型压缩机制冷量，kW;N单台8AS-10型压缩机轴功率，kW; 8AS-10型压缩机的机械效率，这里按0.8算；e修正系数。根据图4-2，取值约为1.6（t为冷凝温度，t为湿球温度）。 图3-2 吸入式冷凝器排热量修正系数按式计算得：Q=1(108.298+360.8)1.6=219.35kw3.3理论传热面积的确定理论传热面积是根据换热量和单位面积热流量确定出的

28、一个传热面积的理论值，在数值上和实际传热面积存在差异。计算公式： S=Q/q式中：S理论传热面积，mQ换热量，kw单位面积热流量，kw/ 对的选取有不同的标准，主要依据技术和制造水平而定。机电工业部1992年颁布的标准是1.744kw/，中国有关文献设计普遍取1.7442.33kw/。以往中国冷藏库设计手册推荐=1.62.0kw/，机械行业标准规定=1.82.5kw/，单现今世界各生产厂的企业标准一般高于以上取值；上海益美高公司产品的=3.263.64kw/；下面对进行计算。 本设计采用25无缝钢管，盘管材料采用20号优质碳钢，盘管的管型有圆管、椭圆及一些特殊管型，本设计采用圆管。盘管管束呈正

29、三角形错列布置。管长3m，考虑弯头及壳体间隙，迎风面长为B为3.3m，管间距P=50，确定空气各参数。吸入式冷凝器进口空气状态：根据进口空气的干球温度和相对湿度，由焓湿图可查的进口焓值=67.3kJ/kg。水膜处空气状态（为饱和状态），假设水膜温度=34，则水膜处饱和空气焓=122.6kJ/kg。出口空气状态：由=（），计算得出口空气焓值=108kJ/kg；根据焓湿图的吸入式冷凝器空气变化过程,则可确定出空气干球温度=31。管外空气的平均焓值，由公式求得空气平均焓值为92kJ/kg,根据图空气变化过程由焓湿图查得空气平均温度。计算对流换热系数：水膜与流动空气间的对流换热系数，取空气迎风风速=4

30、.0m/s，则最窄面处空气流速：空气温度为32时，空气参数=2.68910w/(mk),10/s，则管外水膜与空气对流换热系数管外空气当量对流换热系数为：，其汇总A取0.94，热流密度，按式计算换热面积得：S219.35/3.00273.06()3.4配风量的确定配风量是吸入式冷凝器内部的总风量，直接决定着风机的功率。一般用单位换热量所需风量表示，中国机械行业标准规定的数值为220/(hkw)，也有的按300340/(hkw)配置。增大风量有利于提高传热系数，但风量增大，风机的电耗也随之增加，故应合理选取配风量。计算公式：L式中：L配风量，m/sQ换热量，kw;配风比，m/(skw)。配风比美

31、国标准是=310m/(skw)，机电工业部颁布标准6.1110m/(skw)。配风量大，传热效果好，但耗功增加，为取得较大的q值，同时耗电量由不至于过大，一般取中间偏大值，文章选为0.061m/(skw)。按上式计算得：L=219.350.061=13.38(m/s)3.5迎面风速及迎风面积的确定一些学者进行了迎面风速对吸入式冷凝器的性能影响的实验，结果表明吸入式冷凝器迎面风速有一个最佳范围（2.93.1m/s)。制冷量和能效比分别与迎面风速的关系见下图3-3和图3-4。 图3-3 制冷量和迎面风速关系图 图3-4 能效比和迎面风速关系图迎面风速越大，空气与换热盘管外表面水膜的接触时间越短，空

32、气与水膜的热湿交换就越不充分；此外，迎面风速的增大，能增强热湿交换面上热质传递的剧烈程度，使得热湿交换更加充分。故只有使用最佳迎面风速，制冷量和能效比达到最佳，才能使得吸入式冷凝器的性能达到最佳。迎风面积计算公式： A=L/V式中:A迎风面积，m;L配风量，m/s;V迎面风速，m/s。按式计算的：A=13.38/3=4.46m3.6盘管的设计本设计采用25无缝钢管，盘管材料采用20号优质碳钢，盘管的管型有圆管、椭圆及一些特殊管型，本设计采用圆管。盘管管束呈正三角形错列布置。管长3m，考虑弯头及壳体间隙，迎风面长为B为3.3m，则： D=A/B式中：D迎风面宽，m;A迎风面积，m;B迎风面长，m

33、。桉上式计算得：D=4.46/3.3=1.537m管径为25（20号优质碳钢的无缝钢管)，管间距P=50。n=D/(P+)式中：n每排管数；D迎风面宽，m；P管间距，m。按式计算得： n=1.537/0.07514(排） S=S/n式中： S每排管的面积，； S理论传热面积，； n每排管数。按上式计算的：S=73.06/14=5.65式中：N管程数；S每排管的面积，；S单排管的表面积，。按上式计算：N=5.65/(20.0125+20.01252.3)=8(程），故管程数取8数。由此可以确定实际传热面积：S=SNnS实际传热面积，；S单管的表面积，；N管程数；n每排管数。按上式计算的：S=(2

34、0.0125+20.01252.3)84=73.05()，符合理论传热面积。假设的水膜温度符合要求。3.7淋水量及补水量的确定淋水量的配置以能全部润湿冷凝盘管表面、形成连续的水膜为原则，力求获得最大的传热系数。水量过小，不足以满足冷凝的要求；水量过大，反而不利于热交换，同时会造成水泵功率增大。中国JB/T7658.5-95标准的单位冷凝负荷的淋水量0.032L/(SKW)，美国工业制冷手册标准为0.018L/(SKW)。本设计选用中国JB/T7658.5-95标准的单位冷凝负荷的淋水量r=0.032L/(SKW)。计算公式：G=QrG淋水量，kg/s；Q换热量，kw；r单位冷凝负荷的淋水量，k

35、g/(skw)。补水量一般为淋水量的5%10%，湿度较大地区取小值。按上式计算得：G=219.353.2010=7.019(kg/s)计算公式：W=G5%式中：W补水量，kg/s；G淋水量，kg/s。按上式计算得：W=7.0190.05=0.35(kg/s)水泵功率的确定计算公式：N=9.8GH式中：N水泵功率，kw；G淋水量，kg/s；H水泵扬程，m(值为10m)。按上式计算得；N=9.87.01910=6.87(KW)3.8风系统的设计空气流过吸入式冷凝器的阻力为通过冷凝管、挡水板、喷嘴排管、进口风栅、空气净化器等阻力部分之和。 （1）空气流过冷凝盘管的阻力： 计算公式GG/(AndB)=

36、L/(AndB) 式中： G最窄面空气质量速度，kg/s； G配风量的质量流量，kg/s； Ld配风量的体积流量，/s p此工况下空气的密度，kg/； A迎风面积，m2 ； 每排管数； Do管径，m; B迎风面长，m。 按上计算得 ： G= 13.381.15/(4.46-140.0252.3) = 4.21(kg/s) 当P/do =2时， P= 0.51109NG21.02 式中: P空气流过冷凝管的阻力，Pa; N管程数； Gm最窄面空气质量速度，kg/s。 按上式计算的： P=0.511024.211.02=0.1810（Pa) 空气流过挡水板的阻力： 计算公式 P=EV/2g 式中：

37、 P空气流过挡水板的阻力，Pa； E局部阻力系数，挡水板只有一折时E=3； V最窄面风速，m/s(一般取V=1.2V)； V迎面风速，m/s； g重力加速度，m/s。 按上式计算得： P=3（1.23.0）/29.8=1.98(pa) 空气流过喷嘴排管的阻力： 计算公式：P=0.01Z(V)/2式中:P空气流过喷嘴的阻力，PaZ喷嘴的个数；V迎面风速,m/s；此工况下空气的密度，kg/m。按上式计算得：P=0.01323.0/(21.15)=1.25(pa)用迎面风长和迎面面宽分别除以喷嘴和喷嘴的间距300，得出的两个数再相乘，即得喷嘴的个数。即：2.3/0.3=8,1.03/0.3=4,Z=

38、48=32计算公式P=P+P+P式中：P空气流过吸入式冷凝器的阻力，Pa；P空气流过冷凝管的阻力，Pa；P空气流过挡水板的阻力，Pa；P空气流过喷嘴的阻力，Pa。按上式计算得：P=0.1810+1.08+22.523.3（Pa），再考虑进口风栅、空气净化器等阻力损失，风机压头P选为23.3Pa。风机功率的确定目前中国的吸入式冷凝器多为上吸收式，其风机设置在箱体的上不，箱内维持负压，水的蒸发温度较低，但风机长期处于潮湿环境中，容易被腐蚀，故应采用路铝合金风叶和全封闭电机。计算公式：N=PLN风机功率，kw；P空气压力损失，即风机压头.Pa；L配风量，m/s。按上式计算得：N=1013.38=13

39、8.8w=0.138(kw)。本吸入式冷凝器适用于热负荷为100kw的冷库中。第4章 压力调节为了保证系统正常运行，过低的冷凝压力应当避免，可以通过以下途径调节： （1）间断开启风机。 （2）调节风机节气阀,减少风量（只使用于离心风机)。 （3)采用变速风机。一般为两速：100%和50%，分别提供100%和大约60%的冷凝能力，停泵，单独开风机冷凝能力大约为原来的10%。 通常，两速风机已经足够，因为冷凝压力只要保证制冷剂液压力和热气除霜压力足够即可，冷凝压力范围不必很严格。应用变频电机可以控制冷凝压力在较大范围内变化,但价格较贵，适用于冷凝压力控制要求较高的情况。 调节风机节气阀也可控制冷凝

40、压力，但不省能。通过水泵来调节冷凝压力也不可取，因为换热管表面忽干忽湿易造成腐蚀生锈。 第5章 国内产品存在的问题及解决途径（1）换热管效率不高国内换热管一般为252.5的无缝钢管，传热效果一般为1.742.33kW/m2，仅能达到国外同类产品的1/3左右,美国EVAPCO产品应用专利椭圆换热管,不但增强了换热能力，而且结构紧凑,减少了风阻，降低了风机功率。试验与理论证明，椭圆管确实可以增强换热效果，目前应用在空气冷却器和石油化工设备上较多,在此,也可以考虑使用。 （2）腐蚀问题吸入式冷凝器外壳由于常年处于水与空气的潮湿环境下，易于腐蚀,需要热浸锌处理，由于浸锌不均匀或厚不够,部分地方腐蚀严重

41、,影响产品寿命。吸入式冷凝器的换热管也存在同样问题。因此热浸锌质量要把好关,保证镀锌厚度。（3）结垢问题吸入式冷凝器长期运行中,底部水箱受到由进风口带来的赃物污染，由于用户常疏忽淸洗，水质得不到保证,水在换热管上不断蒸发，杂质逐渐沉淀在换热管表面,使换热管表面结垢,大大降低了换热效果。解决办法一是使用软化水，二是注意定时换水，保持箱体内水质清洁。换热管水垢可用弱酸清洗,不能破坏镀锌层。（4）水量的合理分布喷淋水的水量选择和均匀分布对吸入式冷凝器换热效果有很大的影响，国内吸入式冷凝器水量一般按行标选择，与国外产品相比,水量偏小，目前国内在这方面文献不多，要使水量匹配合理需作进一步理论研究。（5）

42、风机以往国产吸入式冷凝器一般为吹风式结构,风机装在下面，由于挡水板设置不当，或用户操作不当，先开水泵后开风机,造成风机接线盒进水短路，使电机烧毁。现在采用吸风式较多，接线盒放在箱体外，避免与水接触,一般不存在上述问题，但对风机叶片要求较高,要能抗腐蚀。（6）振动与噪声问题吸入式冷凝器管内走高压气体，若管束固定不牢,受高压气体冲击，易发生振动，产生较大的噪声。因此,应注意管束与箱体连接稳固，还可考虑在箱体的槽钢基础的固定螺栓上使用减震弹簧来降低噪声。（7）维护问题吸入式冷凝器对维护保养的要求相对较高,需要用户定期维护，如清理水箱内杂物，保证水质要求。这点一般用户很少能够作到，而这是提高吸入式冷凝

43、器使用寿命的重要保证。第6章 设备布置和配管应注意的问题 设备布置为使风机带出的热湿空气顺利排放出去,吸入式冷凝器四周不应有高的阻挡物；若有墙，应离开墙面0.5m以上，以保证箱体下部有足够的进风量。设备配管（1）放空气,吸入式冷凝器在冷库中用的较多,在一些速冻厂，由于速冻装置蒸发温度低（一般-40),采用氨为工质,使吸气压力长期处于负压状态，这样难免有一部分空气渗入系统,而吸入式冷凝器放空气比较难，结果造成冷凝压力上升,换热效果下降显著。目前大多数厂家的吸入式冷凝器出液集管比出液管大一号，放空气管从出液管的上部接出，由于出液管同出液集管径相差较小，因此，出液管内基本处于满液状态，空气与氨液分离不明显，给放空气带来一定困难。经验措施：将出液集管管径放大到出液管的两倍且集管长度不小于700mm,在出液